Dose al Feto in TC: Software a Confronto, Cosa Cambia Davvero per le Pazienti Incinte?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un argomento tanto delicato quanto importante: l’uso della Tomografia Computerizzata (TC) durante la gravidanza e, in particolare, come stimiamo la dose di radiazioni che arriva al feto. Sappiamo bene che la TC può essere un salvavita in certe situazioni – pensiamo a dolori addominali acuti, sospette embolie polmonari, traumi – ma quando c’è una vita in crescita dentro di noi, la preoccupazione per i raggi X è più che legittima.

La Sfida: Bilanciare Diagnosi e Sicurezza

Durante la gravidanza, ogni procedura medica viene valutata con estrema cautela. I raggi X, si sa, portano con sé dei rischi, specialmente per il feto. Parliamo di rischi stocastici (come un potenziale aumento, seppur minimo, del rischio di cancro nel corso della vita) ed effetti teratogeni (malformazioni, problemi nello sviluppo mentale, restrizioni della crescita). L’entità di questi rischi dipende molto dall’età gestazionale e dalla dose di radiazioni assorbita.

Per darci un riferimento, la Commissione Internazionale per la Protezione Radiologica (ICRP) ha stabilito una sorta di “soglia di attenzione”: sotto i 100 milligray (mGy) di dose al feto, non ci sono motivi radiologici sufficienti per considerare un’interruzione di gravidanza. Sopra questa soglia, la decisione diventa più complessa e va valutata caso per caso.

Ora, la dose effettiva che arriva al feto durante una TC dipende da tanti fattori: il protocollo usato (standard, a bassa dose, ultra-bassa dose) e, crucialmente, da quanto il feto è vicino o direttamente nel campo di esposizione ai raggi X. Se la TC coinvolge l’addome e la pelvi, dove si trova l’utero, è chiaro che la dose sarà maggiore rispetto a una TC del torace, per esempio. Proprio per questo, quando si scansiona direttamente la zona pelvica, diventa fondamentale stimare la dose fetale (che chiameremo FD, Fetal Dose) per valutare il rischio.

Il Cuore del Problema: Software Diversi, Risultati Diversi?

E qui entra in gioco il nocciolo della questione che abbiamo voluto indagare. Per calcolare questa FD, noi fisici medici usiamo dei software dedicati. Il problema? Ne esistono diversi, e ognuno ha le sue peculiarità: usano fantocci (modelli computerizzati del corpo umano) differenti per simulare la paziente incinta a vari stadi della gravidanza, hanno metodologie di calcolo diverse, e presentano vantaggi e limiti specifici. Le differenze principali riguardano proprio i fantocci: quanto sono realistici? Quanti stadi di gravidanza coprono? Quanto si adattano alla morfologia specifica della paziente (peso, altezza, circonferenza)?

Pochi studi, finora, avevano messo a confronto diretto questi strumenti. Così, ci siamo chiesti: quanto influisce la scelta del software sul calcolo finale della dose al feto? E questa differenza, se c’è, ha un impatto pratico sulla gestione della paziente?

Il Nostro Studio: Quattro Software Sotto la Lente

Per rispondere a queste domande, abbiamo condotto uno studio retrospettivo nel nostro centro. Abbiamo preso in esame i casi di 51 donne incinte (età media circa 30 anni, in media alla 17ª settimana di gravidanza) che tra febbraio 2018 e maggio 2024 avevano effettuato TC dell’addome-pelvi o torace-addome-pelvi, ovvero esami che esponevano direttamente e completamente il feto ai raggi X. In totale, abbiamo analizzato 69 acquisizioni TC.

Per ogni acquisizione, abbiamo ricalcolato la dose fetale (FD) usando quattro diversi pacchetti software:

• VirtualDose-CT™ (VDCT): Un software web-based (Software as Service) che usa una libreria di 25 fantocci computazionali basati su anatomie reali, inclusi 3 modelli di donne incinte (3, 6 e 9 mesi). La scelta del fantoccio è manuale.
• Duke Organ Dose (DOD): Sviluppato dalla Duke University, spesso integrato in sistemi DACS (come DoseWatch di GE). Usa una libreria vastissima di 160 fantocci antropomorfici XCAT, con 5 modelli di donne incinte disponibili per 10 diverse età gestazionali. La scelta del fantoccio è più automatizzata e considera anche la morfologia della paziente dalle immagini TC.
• fetaldose.org: Uno strumento web gratuito sviluppato dall’Università di Zurigo. Utilizza gli stessi 3 fantocci ibridi di VDCT, ma applica una correzione basata sulla circonferenza materna per tenere conto della morfologia.
• COnceptus Dose Estimation (CODE): Anch’esso uno strumento web gratuito, sviluppato dall’Università di Creta. Usa 4 fantocci matematici che rappresentano stadi medi della gravidanza (prime settimane, 1°, 2°, 3° trimestre). Applica correzioni basate sulla profondità del feto (nelle prime settimane) e sulla circonferenza addominale materna, oltre a parametri specifici dello scanner TC.

Abbiamo raccolto tutti i dati necessari per ogni software (parametri della TC come kVp, mAs, CTDIvol, pitch, spessore fetta, ma anche dati della paziente come BMI, settimana di gravidanza, circonferenza addominale, profondità del feto quando richiesta) e abbiamo fatto girare i calcoli.

I Risultati: Confermate le Differenze!

Ebbene sì, i risultati hanno confermato i nostri sospetti: la scelta del software ha un impatto significativo sul calcolo della dose fetale.
In media, per tutte le acquisizioni TC analizzate:

• VDCT ha dato i valori di FD più alti (mediana 8.6 mGy).
• DOD ha dato valori leggermente inferiori (mediana 7.7 mGy).
• CODE si è posizionato più in basso (mediana 7.1 mGy).
• fetaldose.org ha fornito i valori più bassi (mediana 6.3 mGy).

Le differenze tra quasi tutte le coppie di software erano statisticamente significative (p < 0.01), con due eccezioni: la differenza tra VDCT e DOD non era così marcata (p=0.025, sopra la nostra soglia restrittiva di 0.01), e nemmeno quella tra CODE e fetaldose.org (p=0.15).

Ancora più interessante, la concordanza tra i valori calcolati dai diversi software era generalmente scarsa (coefficiente di correlazione intraclasse, ICC < 0.50), tranne che tra VDCT e CODE, e tra fetaldose.org e CODE, dove l'accordo era leggermente migliore. Questo significa che, spesso, i software non "concordavano" su quale fosse la dose per una data scansione.

Perché Queste Variazioni? Il Ruolo Cruciale dei Fantocci

Da dove nascono queste differenze? Principalmente, come ipotizzato, dai fantocci e dai metodi di calcolo.
Per un calcolo accurato, il fantoccio dovrebbe simulare il più fedelmente possibile lo stadio di gravidanza e la morfologia della paziente reale.

• VDCT e fetaldose.org usano solo 3 fantocci (3, 6, 9 mesi). Spesso, il BMI (Indice di Massa Corporea) di questi fantocci era inferiore a quello delle pazienti reali nel nostro studio. Fetaldose.org cerca di compensare usando la circonferenza materna, il che spiega forse i suoi valori mediamente più bassi rispetto a VDCT.
• DOD ha una libreria più ampia, ma nel nostro studio ha selezionato automaticamente solo due modelli di fantocci. Abbiamo notato una correlazione eccellente tra le settimane di gravidanza reali e quelle dei fantocci scelti, ma una correlazione molto scarsa per il BMI. Spesso, i fantocci scelti avevano un BMI significativamente diverso (più alto o più basso) rispetto alla paziente. Questo potrebbe spiegare perché la correlazione tra la dose calcolata da DOD e il CTDIvol (un indicatore della “quantità” di raggi X erogata) fosse sorprendentemente bassa (R²: 0.220), mentre per gli altri software era buona (R² tra 0.716 e 0.863).
• CODE usa fantocci matematici “medi” e li adatta usando la circonferenza e, inizialmente, la profondità fetale. Questo approccio di correzione sembra portare a risultati intermedi.

In sostanza, le differenze nella morfologia tra fantoccio e paziente reale influenzano l’attenuazione dei raggi X e la distribuzione della dose, portando a stime diverse. Aggiungiamo poi che software come DOD possono accedere direttamente ai dati DICOM dell’immagine TC (inclusa la modulazione reale degli mAs lungo l’asse z), mentre gli altri si basano su dati inseriti manualmente dall’utente, il che introduce un’altra potenziale fonte di variabilità. Anche il modo esatto in cui viene definita e calcolata la “dose al feto” (Fetus-Total, Fetus-Body, Embryo Dose) varia leggermente tra i software.

Implicazioni Cliniche: Panico Ingiustificato?

La domanda fondamentale è: queste differenze cambiano qualcosa nella pratica clinica? La risposta, per fortuna, è: probabilmente no, nella maggior parte dei casi.
Il nostro studio mostra chiaramente che, anche con il software che stima la dose più alta (VDCT), una singola TC addome-pelvi o torace-addome-pelvi, eseguita con protocolli ottimizzati come i nostri, non si avvicina nemmeno lontanamente alla soglia dei 100 mGy. I valori mediani erano tutti sotto i 10 mGy.

Il discorso potrebbe cambiare solo in casi estremi, quelli di pazienti che necessitano di molteplici esami TC che espongono direttamente il feto durante la stessa gravidanza. Abbiamo avuto un caso emblematico nel nostro studio: una paziente che ha subito 5 acquisizioni TC (4 addome-pelvi, 1 torace-addome-pelvi). Inizialmente, la stima fatta dal nostro team di fisica medica (usando un software più vecchio, CT-Expo, con un fantoccio standard non specifico per la gravidanza) aveva superato i 100 mSv (unità simile al mGy per questo contesto), sollevando preoccupazioni. Tuttavia, ricalcolando la dose cumulativa con i quattro software dedicati che abbiamo testato, i risultati sono stati:

• VDCT: 53.0 mGy
• DOD: 34.2 mGy
• fetaldose.org: 40.4 mGy
• CODE: 42.0 mGy

Tutti ben al di sotto della soglia critica! Questo caso sottolinea due cose:
1. È cruciale usare software e fantocci adatti allo stadio di gravidanza e, possibilmente, alla morfologia della paziente.
2. Anche con le variazioni tra i software dedicati, in questo caso (e presumibilmente nella maggior parte dei casi reali), la decisione clinica (non interrompere la gravidanza basandosi solo sul rischio radiologico) non sarebbe cambiata. Le differenze maggiori si notavano tra il vecchio approccio (CT-Expo) e i nuovi software dedicati.

Limiti e Prospettive Future

Come ogni studio, anche il nostro ha dei limiti. Non avevamo un “gold standard” (come misurazioni dirette su fantocci fisici o simulazioni Monte Carlo ultra-dettagliate specifiche per ogni paziente) per dire quale software fosse il “più accurato” in assoluto. Sarebbe fantastico poter fare questo tipo di validazione in futuro. Inoltre, ci siamo concentrati solo su TC che esponevano completamente il feto; sarebbe interessante vedere se le differenze persistono per esposizioni parziali (es. TC lombare). Infine, i nostri risultati riflettono le pratiche di un singolo centro con una lunga esperienza nell’ottimizzazione delle dosi.

Cosa Portiamo a Casa?

In conclusione, sì, la scelta del software per calcolare la dose al feto in TC conta, e le differenze possono essere significative. Queste derivano principalmente dalle diverse filosofie di modellazione (fantocci) e calcolo. Tuttavia, la buona notizia è che, per una singola TC eseguita con protocolli moderni e ottimizzati, il rischio di superare la soglia ICRP di 100 mGy sembra essere remoto, indipendentemente dal software utilizzato tra quelli testati. La vera attenzione va posta nei rari casi di esposizioni multiple.

Il messaggio chiave è l’importanza di utilizzare strumenti di calcolo che siano il più possibile fedeli alla realtà della singola paziente – in termini di stadio di gravidanza e morfologia – e di essere consapevoli delle potenziali variazioni tra i diversi software. La collaborazione tra radiologi e fisici medici è fondamentale per garantire stime dosimetriche accurate e una gestione serena e sicura delle pazienti incinte che necessitano di una TC.

Fonte: Springer